Cómo los músculos y la grasa marrón regulan la temperatura corporal

Los mamíferos, como los humanos y los ratones, pueden mantener su temperatura corporal a pesar de los cambios en el ambiente. Esta habilidad es fundamental para su supervivencia y el funcionamiento normal del cuerpo. Se basa en un grupo de procesos que regulan cómo se produce el calor en el cuerpo, principalmente a través del Metabolismo.

#El Papel del Metabolismo en la Regulación del Calor

Los mamíferos generan calor a través de reacciones metabólicas en sus tejidos corporales. Los mamíferos pequeños son particularmente interesantes porque pueden cambiar su tasa metabólica para sobrevivir a diferentes temperaturas. Algunas especies pueden entrar en un estado de bajo metabolismo llamado hibernación o torpor, lo que les ayuda a conservar energía durante los períodos fríos. Sin embargo, no todos los mamíferos pequeños pueden hibernar. Aquellos que no pueden, necesitan aumentar su metabolismo cuando hace frío, especialmente en los Músculos y tejidos grasos, para mantener una temperatura interna estable.

#Diferentes Tipos de Producción de Calor

Cuando se exponen al frío, los mamíferos usan dos tipos principales de producción de calor:

1. Termogénesis obligatoria: Este es el calor producido como parte de las funciones corporales normales, principalmente en órganos como el hígado y los músculos.
2. Termogénesis regulatoria: Esto incluye el temblor y otras formas de producción de calor que ayudan a mantener el cuerpo caliente cuando hace frío.

Temblar es una forma rápida para que el cuerpo genere calor a través de contracciones musculares antes de que los tejidos grasos entren en juego. Con el tiempo, el cuerpo comienza a depender más del calor producido por células de grasa especiales, conocidas como tejido adiposo marrón (BAT).

#Importancia del Músculo Esquelético

El músculo esquelético es el órgano más grande de nuestro cuerpo en términos de peso y usa mucha energía, incluso cuando está en reposo. En condiciones frías, el temblor muscular produce un calor significativo. Pero cuando los músculos están inmovilizados o no se usan, su capacidad para generar calor disminuye, lo que puede llevar a la intolerancia al frío.

#El Impacto de la Inmovilización

Cuando una parte del cuerpo está enyesada e inmovilizada, como después de una fractura, la actividad muscular se ve severamente limitada. Esto lleva a la atrofia muscular, o pérdida de masa, y los músculos se vuelven menos capaces de producir calor. Los estudios en ratones han demostrado que la inmovilización afecta significativamente su capacidad para mantener la temperatura corporal central en condiciones frías.

#La Conexión Entre Músculo y Grasa Marrón

Los músculos y la grasa marrón trabajan juntos para mantener estable la temperatura corporal. Cuando la termogénesis muscular (producción de calor) disminuye debido a la inmovilización, la grasa marrón intenta compensar aumentando su producción de calor. Hallazgos recientes sugieren que si se suprimen las funciones de la grasa marrón, el músculo puede aumentar su producción de calor para ayudar a mantener la temperatura.

#Fuentes de Energía para la Producción de Calor

Curiosamente, los músculos esqueléticos almacenan aminoácidos, que son vitales para la producción de energía en el cuerpo. Estos aminoácidos pueden transferirse a la grasa marrón y al hígado, contribuyendo al equilibrio energético. Además, la activación de la grasa marrón está asociada con el uso de grasas y carbohidratos para obtener energía.

#El Papel de IL-6 en la Regulación de Temperatura

Una hormona importante en este proceso es la interleucina-6 (IL-6). Esta hormona se produce en músculos y grasa, y tiene un gran papel en cómo el cuerpo responde al estrés, el ejercicio y las infecciones. IL-6 también puede afectar el metabolismo en varios órganos y estimular la producción de calor en la grasa marrón.

#Hallazgos sobre la Inmovilización por Yeso y Termogénesis

La investigación ha mostrado que cuando los ratones tienen sus extremidades traseras inmovilizadas, sus músculos no pueden producir calor de manera eficiente. Como resultado, su temperatura corporal disminuyó al exponerse al frío. Sin embargo, en este estado, la grasa marrón se activó a través del sistema nervioso simpático, que es responsable de la respuesta de lucha o huida.

#Termogénesis Muscular Durante la Inmovilización

Cuando los ratones fueron inmovilizados durante siete días, su temperatura corporal central bajó en comparación con los ratones de control. Los ratones inmovilizados mostraron menos capacidad para temblar, lo cual es crucial en la exposición al frío. En su lugar, sus cuerpos tuvieron que depender de la grasa marrón para la termogénesis, pero este mecanismo no fue muy efectivo para mantener la temperatura.

#Mecanismos Detrás de la Activación de la Grasa Marrón

El sistema nervioso simpático juega un papel significativo en la activación de la grasa marrón. Cuando los ratones estaban inmovilizados, había indicios de que los niveles de norepinefrina (una sustancia química que ayuda a activar la grasa marrón) en la grasa marrón aumentaron. Esto sugiere que el cuerpo está tratando de compensar la falta de producción de calor de los músculos inmovilizados.

#Cómo Usa Energía la Grasa Marrón

La grasa marrón utiliza diversas fuentes de energía, como grasas y aminoácidos, para producir calor. El estudio mostró que los aminoácidos derivados del músculo esquelético alimentaban los procesos energéticos de la grasa marrón. Esta conexión es crucial para entender cómo se gestiona la energía en el cuerpo bajo condiciones de estrés como la exposición al frío.

#IL-6 como Regulador Clave

En el caso de la inmovilización, se observó que los niveles de IL-6 en el cuerpo aumentaron. Su incremento se vinculó a los intentos del cuerpo de regular la temperatura a través de los músculos y la grasa marrón. Esto muestra que IL-6 no es solo un jugador en la inflamación, sino también en el metabolismo energético y la termorregulación.

#Los Resultados de la Investigación en Ratones Knockout de IL-6

Los estudios que involucraron ratones que carecían de IL-6 proporcionaron una visión más profunda sobre la regulación de la temperatura corporal. Estos ratones demostraron una mayor caída en la temperatura corporal durante la exposición al frío en comparación con ratones normales. Los hallazgos sugieren que IL-6 tiene un papel protector en la termorregulación y el manejo de energía durante la exposición al frío.

#Administración de IL-6

Experimentos adicionales mostraron que administrar IL-6 a los ratones knockout de IL-6 les ayudó a regular mejor su temperatura corporal. Esto indicó que IL-6 juega un papel significativo en equilibrar energía y temperatura en el cuerpo, especialmente durante la inmovilización.

#La Importancia de los Aminoácidos Libres

Se demostró que los aminoácidos libres derivados del músculo son sustratos energéticos cruciales para la termogénesis de la grasa marrón. Cuando los músculos están inmovilizados, los aminoácidos aún pueden apoyar el equilibrio energético al ser transferidos a la grasa marrón y al hígado, enfatizando la interconexión de diferentes sistemas corporales.

#Implicaciones para la Salud Humana

Esta comprensión de cómo IL-6 y los aminoácidos interactúan en la regulación de la temperatura podría tener implicaciones para el tratamiento de enfermedades metabólicas. Mantener la salud muscular, incluso en tiempos de inmovilización, puede ayudar a manejar condiciones como la obesidad y la diabetes al asegurar un metabolismo energético adecuado.

#Conclusión

En resumen, la interacción entre el músculo esquelético, la grasa marrón y IL-6 juega un papel crucial en mantener la temperatura corporal en los mamíferos. Los hallazgos de los estudios en ratones inmovilizados resaltan la importancia de estas interacciones, sugiriendo posibles vías para abordar disfunciones metabólicas en humanos. Se necesita más investigación para comprender completamente estos mecanismos y sus aplicaciones para la salud y enfermedad humana.